通用照明的大电流密度的高电压交直流LED芯片

通用照明的大电流密度的高电压交/直流LED芯片一、背景 　按照业界比较乐观的估计，在未来3至5年内，LED将大举进入通用照明。一方面，各个LED芯片公司都在扩产，另一方面，其他资金也大量进入LED芯

通用照明的大电流密度的高电压交直流芯片 /LED 一、背景按照业界比较乐观的估计，在未来至年内，将大举进入通用照明。 35LED 一方面，各个芯片公司都在扩产，另一方面，其他资金也大量进入芯片产业，因 LEDLED 此，使得设备交货周期加长，原材料（包括蓝宝石）供应短缺。为了解决蓝宝石衬底的供应 问题，除了蓝宝石厂本身扩产外，年月，晶电投资蓝宝石生产厂家兆远和兆晶； 20107 年月，协鑫集团与阜宁县共同投资亿元兴建蓝宝石生产公司。年月， 2010930201010 长春利泰投资公司拟出资亿元，在金州新区投资蓝宝石项目。进入通 13.5LEDLED 用照明的主要瓶颈之一在于，芯片的价格成本太高。为了降低芯片的价格， LEDLED 除了降低芯片的生产成本之外（包括蓝宝石衬底的价格），最快、最有效的方法是采 LED 用大电流密度驱动芯片，使得一个芯片发出的光相当于几个传统的芯片发出的 LEDLED 光。为了更直观的理解这一方法，引入两种芯片产能的定义：（）芯片产能； A“” （）产能，即，采用数量来计算芯片厂的产能，因为照明灯具的要求是采用 B“lm”lmlm （或）数来计算，而不是灯具所使用的芯片的数量来计算，这有些像发电厂的产能是按 lux 发电量计算的一样。例如，一个芯片厂的芯片产能是：月产的芯 “”100kk45mil 片。如果每个芯片封装后在驱动下发出的光，可以说该厂的产 350mA100lm“lm 能是。但是，如果每个芯片封装后在电流驱动下发出的光，可以 ”10kkklm1A300lm 说该厂的产能是。然而，按照驱动的的芯片，为 “lm”30kkklm350mA100lmLED 了达到的产能，则需要的芯片产能是月产的驱动 30kkklm“lm”“”300kk350mA 的芯片。对于上面的例子，这相当于：（）大电流驱动的芯片的每 45milAlm 光通量的芯片生产成本减低到原来的；（）芯片厂家的产能提高了倍， 1/3B“lm”3 但是，芯片厂家的芯片产能没有增加，因而，没有增加数额巨大的设备投资，节省了扩 “” 产月产的芯片产能的巨额投资；（）也节省了月产的 200kk“”C200kk350mA 驱动的芯片的外延生长和芯片工艺的原材料费用。如果能采用更大的电流（例如，数 安培的电流）驱动，则优势更大。虽然至今已有多家芯片公司推出大电流密度驱动的 芯片，但是，目前大电流驱动芯片并没有被广泛采用。在灯具中采用大电流驱动芯片 LED 的主要瓶颈之一在于，下游厂家的封装和灯具的散热性能达不到要求，造成结温太高，寿命 减小，芯片极易烧坏。然而，随着封装和灯具的散热效率的提高，大电流密度驱动将成为照 明市场的主力。进入通用照明的其他瓶颈在于，由于传统的芯片采用低电压 LEDLED 直流电驱动，灯具的驱动器的价格进一步推高灯具的价格。降低灯具的价格， LEDLEDLED 也包括降低灯具的电源的整流部分和变压部分的成本。目前，降低芯片和 LEDLED 灯具的价格的产品和技术方案包括：（）大电流密度驱动的直流芯片，其优势是， 1LED 极大的降低灯具的芯片成本；（）交流高电压芯片，其优势是，降低灯 LED2LEDLED 具的整流和变压功能的成本；（）直流高电压芯片，其优势是，降低灯具的变 3LEDLED 压功能的成本。（）大电流密度驱动的直流高电压芯片，其优势是，降低芯片 4LEDLED 的成本，降低灯具的变压功能的成本。（）大电流密度驱动的交流高电压芯片： LED5LED 其优势是：降低芯片的成本，降低灯具的整流和变压功能的成本。同时， LEDLED 芯片的结构在不断地改进，目标是进一步降低芯片和灯具的价格，使得更快 LEDLEDLED 的进入通用照明。二、直流芯片（一）大电流密度的直流芯片传统的 LEDLED 芯片采用低电压的直流驱动，芯片的结构包括正装结构芯片、倒装结构芯片、垂 LEDLED 直结构芯片、无需打金线的垂直结构芯片（或称为维垂直结构芯片）。大电流 “3” 密度驱动的芯片是驱动电流密度大于传统的驱动电流密度（）。大电 LED35A/cm2 流密度驱动的芯片的几个例子如下：例：一个的大功率芯 LED11x1mm21WLED 片的传统的驱动电流密度约为；大电流密度的芯片是：驱动电流密度大于 35A/cm2LED